所介绍的概念
- 永久磁铁
- 暂时的磁铁
时间
这项活动大约需要30-45分钟。
背景
磁铁是一种具有极和磁场的材料，由其电子的结构形成。磁铁可以相互吸引和排斥，因为磁铁周围有磁场。所有磁铁的周围都有磁场，正是这个磁场和磁极，决定了所有磁铁的特性。它们是我们日常使用的许多设备的重要组成部分，包括:汽车、电视、收音机和电脑。磁铁有两组。永磁体是具有永久磁场的磁体。他们不能被关闭，也不能轻易地增加或减少他们的领域。这些东西几乎都是磁化的。要去除永磁体上的磁场，就需要提高磁铁的温度。这给系统增加了热量和能量，任何存在的磁场都消失了。 The temperature at which the magnet no longer holds its field is known as the Curie point. The other group is called temporary magnets. This category includes items that are magnetic, but do not contain their own magnetic fields. Items in this group include paper clips, scissors, iron rods, staples, and various other items. These must be made out of one of the three metals that are naturally magnetic. They are iron, nickel, and cobalt. If something attracts to their magnets, it must have one of these metals in it.
为什么在你的教室里这样做?
- 鼓励科学调查的以下过程技能:预测、观察、提出假设和得出结论。
- 帮助学生理解磁体以及产生磁性的原因。
- 让学生掌握材料，探索自己的问题。
标准
这项活动的下一代科学标准是:
主:K-ps2-1 2-ps1-1 2-ps1-3 k-2-ets1-3
二级:3-ps2-1, 3-ps2-3, 3-ps2-4
中间:Ms-ps2-2, ms-ps2-3, ms-ps2-5
高:HS-PS3-5
材料
- 不同形状、大小和强度的各种永磁体。这些玩具可以从玩具店和五金店购买，也可以在网上购买。
- 纸夹
- 磁性的物品
- 金属非磁性物品
过程
- 用一个简单的彩色条形磁铁，把两极连在一起，展示吸引力的力量。接下来把相反的两极放在一起来显示斥力。指出所有磁铁都有两面——北极和南极。告诉学生一个四个字的短语突出了磁铁的基本科学:“异性相吸，异性相斥。”
- 给学生看一个回形针，问他们这是否是磁铁。然后问回形针是否有磁性。回形针是一个临时磁铁。询问同学们是否能想到他们家里可能有的临时磁铁。一些答案包括冰箱门、车门、椅子和桌子的金属腿。
- 把回形针固定在磁铁上，然后问同学们是否可以把另一个回形针固定在第一个回形针上。由于回形针已被磁化，它可以吸引另一个回形针。问学生如果你把上面的回形针(和下面的回形针)从磁铁上拿下来会发生什么。轻轻地拉顶部的回形针，它们仍然会相互吸引。如果你非常温柔，你甚至可以把两个回形针分开，然后再把它们合在一起。他们仍然互相吸引!但如果你把它们扔在桌子上，它们的田地就会失去。
- 分发磁铁，挑战学生发现关于磁铁的新东西。告诉他们可以是任何东西，有趣或好奇的东西，只要对他们来说是新的。在探索过程中，他们可以利用教室里的物体，如桌子、椅子和其他学校用品来测试什么是磁性的，什么不是。
- 让一些学生与全班分享他们所学到的知识，让其他学生用他们自己的磁铁重复演示。他们能算出哪个磁铁的磁场最大吗?最强的领域?
发生什么事情了?
当谈到磁场的产生时，材料中未配对电子的自旋是关键因素。在大多数材料中，电子是随机自旋的。但在磁体中，当大量电子自旋在同一方向上排列时，电子就会形成磁畴。这发生在铁、镍或钴中。如果大多数磁畴与自旋匹配，那么这种材料就被称为磁性材料。这种物质有一个北极，一个南极和一个磁场，每个都是由自旋的方向决定的。这些畴通过向同一方向拉更多的磁场来相互支持，从而形成一个整体磁场。
更多信息请联系MagLab教育工作者卡洛斯别墅．
